深水环境下腐蚀隔水管涡激疲劳可靠性评价 被引量：8

1

作者 彭朋 陈国明 畅元江 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期138-142,共5页

采用有限元方法对带有腐蚀缺陷的隔水管涡激疲劳寿命进行评估,即通过对管壁腐蚀缺陷的局部有限元分析确定应力集中状况,在计算系统疲劳寿命时引入应力集中系数。缺陷模型分为点蚀和局部腐蚀两类,并考虑缺陷形状、尺寸和方向对应力分布... 采用有限元方法对带有腐蚀缺陷的隔水管涡激疲劳寿命进行评估,即通过对管壁腐蚀缺陷的局部有限元分析确定应力集中状况,在计算系统疲劳寿命时引入应力集中系数。缺陷模型分为点蚀和局部腐蚀两类,并考虑缺陷形状、尺寸和方向对应力分布的影响,同时讨论缺陷单根在系统中的布置方案。为了确保隔水管系统整体的高可靠性,当隔水管柱中包含缺陷单根时应将它们布置在损伤预测最低的位置。对理想系统与带有腐蚀单根的系统分别进行的寿命计算和可靠性评估结果表明,系统应力和损伤只在缺陷位置发生波动,可靠度结果同样证明了布置方案的合理性。 展开更多

关键词 腐蚀 深水隔水管 疲劳寿命 疲劳可靠性

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深水隔水管受力变形模拟试验方法研究 被引量：5

2

作者 房军 王宴滨 高德利 《石油机械》 北大核心 2013年第12期53-57,共5页

深水隔水管的失效形式多种多样,保证隔水管安全可靠是实现安全快速钻进的先决条件。为测量隔水管在工作过程中的真实应变,确保其在工作过程中满足强度要求,采用水下应变测试技术,通过在模拟管柱外壁粘贴电阻应变片,测得其在特定载荷下... 深水隔水管的失效形式多种多样,保证隔水管安全可靠是实现安全快速钻进的先决条件。为测量隔水管在工作过程中的真实应变,确保其在工作过程中满足强度要求,采用水下应变测试技术,通过在模拟管柱外壁粘贴电阻应变片,测得其在特定载荷下的应变规律,验证了试验方法的可行性。同时设计合理的密封堵头并使用环氧树脂AB胶对其进行灌胶固化,可以解决试验引线引出主缸筒的密封问题,将半固化环氧树脂AB胶涂在粘贴好的应变片表面,可以解决应变片的绝缘保护问题。最后分析了造成测量误差的主要原因并提出了相应的解决措施,为后续进行复杂模拟试验奠定了基础。 展开更多

关键词 深水钻井 深水隔水管 受力变形 模拟试验 应变测试 误差来源 解决措施

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一种AGC控制的低噪声水声接收机 被引量：5

3

作者 陈实 艾春森 +3 位作者 何轲 吴亮 陈田辉 王海燕 《国外电子测量技术》 2015年第9期67-71,共5页

在深水隔水管监测系统上,为了接收水下节点发射的信号,研究设计了一款低噪声低功耗水下接收机。在海洋环境下,由于发射机发射功率,传播损失以及传播过程中噪声干扰等影响,造成接收信号畸变、衰减、动态范围增大等问题,不利于后端数字处... 在深水隔水管监测系统上,为了接收水下节点发射的信号,研究设计了一款低噪声低功耗水下接收机。在海洋环境下,由于发射机发射功率,传播损失以及传播过程中噪声干扰等影响,造成接收信号畸变、衰减、动态范围增大等问题,不利于后端数字处理。本系统选择低噪声芯片,优化电路结构、降低系统噪声,通过六阶椭圆滤波器,选择所需频带信号通过,采用AGC实现大动态范围的压缩。海试结果显示,该系统具有高灵敏度、低噪声、低功耗、接收动态范围大等优点。 展开更多

关键词 深水隔水管 水声接收机 AGC 低噪声

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环境载荷对深水隔水管底部球接头的影响分析 被引量：2

4

作者 石晓兵 聂荣国 +3 位作者 郭昭学 陈平 罗平亚 周俊昌 《石油机械》 北大核心 2004年第5期24-26,68,共3页

隔水管底部球接头是深水钻井的关键部件 ,其工作状态及力学行为对安全作业显得格外重要。建立了深水钻井时海洋环境载荷作用下 ,隔水管及底部球接头静态分析的三维有限元力学模型 ,引入了非线性力学理论 ,计算结果更符合实际。计算分析... 隔水管底部球接头是深水钻井的关键部件 ,其工作状态及力学行为对安全作业显得格外重要。建立了深水钻井时海洋环境载荷作用下 ,隔水管及底部球接头静态分析的三维有限元力学模型 ,引入了非线性力学理论 ,计算结果更符合实际。计算分析表明 ,隔水管底部球铰处的转角是制约深水作业的重要参数 ,船体的漂移是影响它的最重要的因素 ;其次是隔水管顶部张力 ,随着顶部张力的增大 ,底部球铰的转角减小 ;随着海流速度的增大 ,底部球铰的转角增大 ;海浪的影响不明显。实际钻井过程中 ,当海流速度较大时 ,可通过增加顶部张力或加浮力块的方式来改善底部球接头的工作状况。 展开更多

关键词 环境载荷 深水隔水管 张力 浮力 转角 有限元法 海上油田

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深水隔水管-防喷器组耦合系统动力学建模与仿真验证

5

作者 畅元江 王仕超 +1 位作者 李健 刘秀全 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1-8,共8页

在深水钻井过程中,隔水管与防喷器组系统是整个作业环节的重要一环。由于在作业过程中面临着诸多风险,因此,建立精确的隔水管-防喷器组耦合系统力学分析模型,准确分析其力学行为和性能,对指导钻井作业安全进行具有重要意义。目前大多只... 在深水钻井过程中,隔水管与防喷器组系统是整个作业环节的重要一环。由于在作业过程中面临着诸多风险,因此,建立精确的隔水管-防喷器组耦合系统力学分析模型,准确分析其力学行为和性能,对指导钻井作业安全进行具有重要意义。目前大多只关注于对隔水管的独立建模而忽视防喷器组的潜在影响,这将导致所建模型与实际情况存在差异,使得隔水管系统的力学特性无法得到精确分析。提出了隔水管与防喷器组刚柔耦合概念,推导耦合系统动能、势能,采用拉格朗日方法建立理论模型,用Newmark-β直接积分法对动力学模型进行数值计算。采用ADAMS软件进行了仿真建模,开展不同工况条件下的动态响应对比分析。结果表明,理论模型得到的隔水管横向位移包络线、弯矩包络线、隔水管中部节点横向位移时程曲线和底部弯矩时程曲线与ADAMS仿真结果吻合良好,从而表明了该理论模型的重要性,可为我国隔水管的设计和分析提供参考和支持。 展开更多

关键词 深水隔水管 防喷器组 刚柔耦合 仿真计算 动态响应分析

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基于非线性模型的深水隔水管横向振动固有频率分析 被引量：4

6

作者 郝逸 王文明 +3 位作者 李皓冉 龚普 熊明皓 顾继俊 《石油科学通报》 2018年第3期332-341,共10页

论文利用微元法建立了隔水管横向振动控制方程,假设轴向力为线性变化得到了隔水管的非线性模型,利用共振法获取隔水管固有频率,采用有限差分法求解非线性模型。分析了隔水管长度、隔水管壁厚、顶部张紧力、钻井液与海水附加质量等因素... 论文利用微元法建立了隔水管横向振动控制方程,假设轴向力为线性变化得到了隔水管的非线性模型,利用共振法获取隔水管固有频率,采用有限差分法求解非线性模型。分析了隔水管长度、隔水管壁厚、顶部张紧力、钻井液与海水附加质量等因素对隔水管横向振动固有频率的影响,结果表明:隔水管长度增加时,其固有频率减小;随着隔水管壁厚增加,其固有频率增大;顶部张紧力越大,隔水管固有频率越高,可通过改变张力比来有效地改变系统固有特性;计算时需考虑内部钻井液,但钻井液密度对隔水管固有频率影响不大,但附加质量对固有频率的影响较大,必须考虑由海水引起的附加质量。研究内容为评估深水隔水管作业风险,提供了重要理论依据。 展开更多

关键词 深水隔水管 横向振动 固有频率 共振 微元法

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基于并行协作空时复用的深水隔水管疲劳参数传输方法 被引量：2

7

作者 李保军 王海燕 +4 位作者 申晓红 杨伏洲 姜喆 邓欣 许亮斌 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期972-978,共7页

疲劳监测是维护深水隔水管安全和完整性的重要手段,其难点在于多测点疲劳参数的高效传输。针对这一问题,提出了并行协作空时复用(Parallel Cooperation Spatial Time Reuse,PCSTR)的疲劳参数传输方法。PCSTR法以隔水管单测点疲劳参数远... 疲劳监测是维护深水隔水管安全和完整性的重要手段,其难点在于多测点疲劳参数的高效传输。针对这一问题,提出了并行协作空时复用(Parallel Cooperation Spatial Time Reuse,PCSTR)的疲劳参数传输方法。PCSTR法以隔水管单测点疲劳参数远距离可靠传输为基础和前提,通过数据包并行传输、节点协作和数据包合并等关键技术实现疲劳参数高效传输,其性能可由传输时延、吞吐量和系统能耗等指标评价。通过试验检验了该方法的可靠性;数值试验也显示了该方法较时分复用(Time Division Multiple Address,TDMA)法,在时效性和能耗等方面具有更好的效果;水池模拟试验证明了水声协作传输的可行性。PCSTR为深水隔水管多测点疲劳数据传输提供了新方法。 展开更多

关键词 深水隔水管 疲劳 水声遥测 并行协作空时复用 数据传输

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隔水管尾流误差补偿技术研究 被引量：1

8

作者 邓欣 朱赛健 +2 位作者 李保军 申晓红 王海燕 《国外电子测量技术》 2016年第8期42-44,50,共4页

深水隔水管是深水油气勘探开发不可或缺的重要武器,也是深水油气开发技术上要求最高、最具挑战性的部分。随着海洋石油不断向深水进军,深水隔水管的疲劳监测技术在预防隔水管事故方面起到重要的作用。然而,海洋流速是导致深水隔水管疲... 深水隔水管是深水油气勘探开发不可或缺的重要武器,也是深水油气开发技术上要求最高、最具挑战性的部分。随着海洋石油不断向深水进军,深水隔水管的疲劳监测技术在预防隔水管事故方面起到重要的作用。然而,海洋流速是导致深水隔水管疲劳的重要原因之一,为了监测海洋流速常用的方法是对洋流进行原位监测。但是,该法存在一个缺陷:由于隔水管的动态响应,特别是尾流区的存在,使得海洋流速测量存在一定误差。本文根据隔水管尾流特征、流速测量原理以及作业环境特点,提出通过隔水管监测系统内的MEMS三轴加速度传感器和陀螺仪来补偿流速的新方法。 展开更多

关键词 深水隔水管 疲劳 尾流 误差补偿

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基于有限元的深水隔水管涡激振动分析 被引量：1

9

作者 沈国华 王儒朋 《天津科技》 2018年第3期43-45,共3页

深水隔水管是深海石油钻采作业中的一项关键装备,其技术与产品一直被国外专业公司所垄断,国内尚无国产化产品成功应用的案例。在工程现场应用过程中,涡激振动是导致隔水管疲劳损伤乃至井口破坏严重的主要原因之一。采用有限元分析方法,... 深水隔水管是深海石油钻采作业中的一项关键装备,其技术与产品一直被国外专业公司所垄断,国内尚无国产化产品成功应用的案例。在工程现场应用过程中,涡激振动是导致隔水管疲劳损伤乃至井口破坏严重的主要原因之一。采用有限元分析方法,模拟深水隔水管在深海环境下的工作状态,结合控制变量法,应用模态分析和涡激振动理论,分析了涡激振动对深水隔水管强度和疲劳寿命的影响,并且从理论上给出了降低隔水管疲劳破坏的方法和建议。 展开更多

关键词 有限元 深水隔水管 模态分析 涡激振动

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深水隔水管水下监测低功耗平台设计 被引量：1

10

作者 白浩 张梦娜 +1 位作者 申晓红 王海燕 《海洋工程装备与技术》 2015年第2期133-137,共5页

水下信息处理平台是隔水管疲劳监测装置的神经中枢,控制疲劳参数检测、信号处理、数据发射、监测设备的休眠与启动等一系列流程。低功耗水下信息处理平台的硬件系统包括低功耗微处理机、高速数字信号处理器(DSP)、多种传感器、信号调制... 水下信息处理平台是隔水管疲劳监测装置的神经中枢,控制疲劳参数检测、信号处理、数据发射、监测设备的休眠与启动等一系列流程。低功耗水下信息处理平台的硬件系统包括低功耗微处理机、高速数字信号处理器(DSP)、多种传感器、信号调制与发送电路、电源及其他附件等。为了提高监测设备的服役期限,对"十一五"期间的低功耗水下信息处理平台进行优化设计,增加了存储模块、优化空间布局与程序流程,使得电路板面积大大缩小。优化后,水下信息处理平台的可靠性进一步增强,进而降低了隔水管监测系统的体积和质量,提高了其便捷性和适用性。 展开更多

关键词 海洋油气管道 深水隔水管 疲劳 低功耗 水下信息处理平台 优化设计

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基于不同有限元计算软件的深水隔水管的模态分析及验证

11

作者 王儒朋 沈国华 《石化技术》 CAS 2019年第11期54-55,共2页

在深海石油钻采作业工程实践过程中,深水隔水管的疲劳破坏是其失效的主要原因之一。在深水钻井隔水管系统设计过程中考虑隔水管共振的因素将有效避免疲劳失效后果的发生。结合实际海况,通过有限元方法针对深水隔水管进行模态分析,得出... 在深海石油钻采作业工程实践过程中,深水隔水管的疲劳破坏是其失效的主要原因之一。在深水钻井隔水管系统设计过程中考虑隔水管共振的因素将有效避免疲劳失效后果的发生。结合实际海况,通过有限元方法针对深水隔水管进行模态分析,得出了作用在隔水管上的各载荷对隔水管固有频率和振型的影响,表明了湿模态在深水隔水管振动分析中的必要性和重要性;并通过不同有限元分析软件ANSYS和ABAQUS进行了计算结果的交叉验证;最后基于计算分析结果给出了降低隔水管疲劳破坏的建议。 展开更多

关键词 深水隔水管 ANSYS ABAQUS 模态分析 交叉验证

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基于ANSYS的深水隔水管静力学分析

12

作者 王儒朋 《海洋工程装备与技术》 2019年第S01期86-89,共4页

深水隔水管是深海石油钻采作业中的一项关键装备,各环境因素对其的影响是设计过程中的重点。通过有限元分析软件ANSYS针对深水条件下长度分别为1000 m和500 m的隔水管进行静力学分析,并通过控制变量法得出了作用在隔水管上的各载荷对隔... 深水隔水管是深海石油钻采作业中的一项关键装备,各环境因素对其的影响是设计过程中的重点。通过有限元分析软件ANSYS针对深水条件下长度分别为1000 m和500 m的隔水管进行静力学分析,并通过控制变量法得出了作用在隔水管上的各载荷对隔水管受力和变形情况的影响;最后基于计算分析结果给出了保证隔水管安全工作的建议。 展开更多

关键词 深水隔水管 ANSYS 静力学分析

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深水钻井隔水管的准静态非线性分析 被引量：29

13

作者 畅元江 陈国明 +1 位作者 孙友义 许亮斌 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期114-118,共5页

对深水钻井隔水管进行准静态分析时,需搜索波浪的最大相位角以寻找最大波流合力,提出了搜索波浪最大相位角的最大Mises应力准则。开发了隔水管准静态分析系统,系统以C++Builder为开发环境,后台调用ABAQUS进行计算,调用面向对象Python程... 对深水钻井隔水管进行准静态分析时,需搜索波浪的最大相位角以寻找最大波流合力,提出了搜索波浪最大相位角的最大Mises应力准则。开发了隔水管准静态分析系统,系统以C++Builder为开发环境,后台调用ABAQUS进行计算,调用面向对象Python程序访问数据库,提取计算结果,实现了波浪最大相位角的自动搜索和深水钻井隔水管的准静态非线性分析。应用实例验证了该分析系统的有效性。结果表明,波浪相位角为180°时隔水管准静态响应最大,其次为波浪相位角90°,270°,0°,隔水管静态响应介于波浪相位角为90°与270°的准静态响应之间。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 波流联合作用 准静态分析

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深水钻井隔水管时域非线性动态响应分析技术研究 被引量：17

14

作者 许亮斌 畅元江 +1 位作者 蒋世全 陈国明 《中国海上油气》 CAS 2008年第2期115-120,共6页

通过深水钻井隔水管时域非线性动态性能的研究,建立了相应的深水钻井隔水管时域非线性动态响应分析模型;基于ABAQUS软件,考虑钻井平台有一定的平均偏移、钻井平台位于不同平均偏移位置且在一阶波浪力作用下随机振动以及长期慢漂运动时... 通过深水钻井隔水管时域非线性动态性能的研究,建立了相应的深水钻井隔水管时域非线性动态响应分析模型;基于ABAQUS软件,考虑钻井平台有一定的平均偏移、钻井平台位于不同平均偏移位置且在一阶波浪力作用下随机振动以及长期慢漂运动时钻井平台位于不同平均偏移位置且在一阶和二阶波浪力作用下随机振动等3种主要边界条件,通过实际算例对深水钻井隔水管的随机振动特性进行了仿真分析与对比。研究结论可以为今后深水钻井隔水管的设计与使用提供参考。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 时域 非线性分析 动态响应 振动特性

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深水钻井隔水管的波致长期疲劳 被引量：18

15

作者 畅元江 陈国明 刘健 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期797-802,共6页

作为动力疲劳敏感结构,深水钻井隔水管的长期疲劳性能是重要的设计考虑。提出一种深水钻井隔水管波致长期疲劳计算方法,用以计算一阶波浪载荷和波频浮船运动以及二阶低频浮船运动引起的长期疲劳。采用该方法,根据波浪散布图定义的短期... 作为动力疲劳敏感结构,深水钻井隔水管的长期疲劳性能是重要的设计考虑。提出一种深水钻井隔水管波致长期疲劳计算方法,用以计算一阶波浪载荷和波频浮船运动以及二阶低频浮船运动引起的长期疲劳。采用该方法,根据波浪散布图定义的短期疲劳工况,基于双参数P-M(Pierson-Moskowitz)波浪谱与钻井船响应幅值算子模拟随机波浪与随机钻井船运动,然后进行随机波浪载荷与钻井船运动作用下隔水管非线性动力分析。在得到隔水管响应时间历程的基础上,考虑波浪散点图中所有短期工况的概率,自行开发专用程序计算隔水管波致长期疲劳损伤。算例实现南海海域1 500 m长钻井隔水管的波致长期疲劳分析。重点研究钻井船运动、顶部张紧力和壁厚对隔水管疲劳的影响。文中提出的隔水管波致长期疲劳计算方法简单实用,可用于工程实际。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 波致长期疲劳 计算方法

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超深水钻井隔水管动力分析理论研究与数值模拟(英文) 被引量：16

16

作者 畅元江 陈国明 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第6期596-605,共10页

随着钻井作业向深水(500～1500m)和超深水(1500m以上)发展,在交变海洋环境载荷波浪力、海流力和浮式钻井平台运动的共同作用下,隔水管的动态响应更加显著。文中探讨了隔水管侧向振动的数学模型、动态特性分析中的结构与环境载荷建模技... 随着钻井作业向深水(500～1500m)和超深水(1500m以上)发展,在交变海洋环境载荷波浪力、海流力和浮式钻井平台运动的共同作用下,隔水管的动态响应更加显著。文中探讨了隔水管侧向振动的数学模型、动态特性分析中的结构与环境载荷建模技术及其非线性动力分析方法,研究并对比了不同分析方法在计算效率、计算精度和工程适用性等方面的差异。介绍了时域内应用ABAQUS软件进行超深水钻井隔水管非确定性动力分析的算法与详细流程,算例比较了不同边界条件对深水钻井隔水管动态特性的影响。研究表明,时域非确定性分析最为精确但需要时间最长,且只能采用线性AIRY波浪理论;理论上,海流主要引起隔水管动态响应的时不变部分,但该时不变部分不等同于海流引起的隔水管静态响应,一种简化方法只将海浪与钻井船运动作为动载荷而不考虑海流对动态响应的贡献;钻井船运动和波浪载荷是隔水管动态响应分析主要的动载荷,对于超深水隔水管来说,钻井船运动是首要的动载荷,其慢漂运动对隔水管性能有重要影响,而波浪仅对隔水管局部产生作用。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 动态响应 时域非确定性分析 分析技术 计算方法

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深水钻井隔水管多模式损伤评估 被引量：10

17

作者 彭朋 陈国明 《石油矿场机械》 2009年第7期10-14,共5页

深水钻井隔水管系统面临多种失效可能,不同类型的损伤出现位置也不同。考虑了涡致疲劳、腐蚀和磨损3种损伤类型,并根据深水隔水管配置和实际环境条件,针对损伤最易发生的区域进行作业寿命预测,从整体上评估了隔水管的损伤等级。评估结... 深水钻井隔水管系统面临多种失效可能,不同类型的损伤出现位置也不同。考虑了涡致疲劳、腐蚀和磨损3种损伤类型,并根据深水隔水管配置和实际环境条件,针对损伤最易发生的区域进行作业寿命预测,从整体上评估了隔水管的损伤等级。评估结果表明,随着作业水深的加大,隔水管磨损问题日益凸现,应成为重要的预防和管理对象。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 损伤模式 疲劳 腐蚀 磨损

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波流极值载荷作用下隔水管的非线性分析 被引量：10

18

作者 王海峡 赵广慧 《石油矿场机械》 2008年第11期6-10,共5页

应用ANSYS软件对波流极值载荷作用下的深水钻井隔水管进行了非线性分析。计入隔水管的大变形效应和管内泥浆的影响,计算了顶张力和钻井船偏移对深水钻井隔水管的受力和变形的影响。随着张力比增加,隔水管的横向变形、弯矩以及底部球铰... 应用ANSYS软件对波流极值载荷作用下的深水钻井隔水管进行了非线性分析。计入隔水管的大变形效应和管内泥浆的影响,计算了顶张力和钻井船偏移对深水钻井隔水管的受力和变形的影响。随着张力比增加,隔水管的横向变形、弯矩以及底部球铰转角均显著减小,同时隔水管的等效应力会整体增加。钻井船的偏移会显著增大隔水管的横向变形、底部球铰转角以及隔水管下部的弯矩。所以,控制好顶部张力和钻井船偏移对确保深海钻井顺利进行有十分重要的意义。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 波流极值载荷 张力比 钻井船偏移

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深水钻井隔水管在平台升沉运动下的参激振动响应分析 被引量：8

19

作者 王宴滨 高德利 房军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期996-1001,1118,共6页

建立了深水钻井隔水管在平台升沉运动作用下的参激振动控制方程;利用振型叠加法将控制方程转化成马蒂厄方程形式,并用摄动法对马蒂厄方程进行求解;考虑海水的阻尼作用,得到了隔水管参激振动的马蒂厄不稳定区。最后对参激振动方程进行了... 建立了深水钻井隔水管在平台升沉运动作用下的参激振动控制方程;利用振型叠加法将控制方程转化成马蒂厄方程形式,并用摄动法对马蒂厄方程进行求解;考虑海水的阻尼作用,得到了隔水管参激振动的马蒂厄不稳定区。最后对参激振动方程进行了实例求解,得到了参激振动下的隔水管位移,并在此基础上对参激振动的稳定性及隔水管强度进行了分析。结果表明:在给定的平台升沉周期与升沉振幅条件下,隔水管外径、壁厚、顶张力的变化均有可能引发隔水管产生参激共振;在不产生参激共振的情况下,隔水管Mises应力随隔水管外径与壁厚的增大而减小,随顶张力与升沉补偿装置轴向刚度系数的增大而增大;最大Mises应力均出现在隔水管顶部,沿水深近似成线性分布。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 参激振动 马蒂厄方程 稳定性分析 强度

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基于LAGRANGE方程的深水钻井隔水管–水下井口系统动力分析

20

作者 马永乾 赵鹏 +2 位作者 畅元江 王仕超 张晏铭 《应用科技》 CAS 2024年第1期151-157,共7页

为了探究大质量、大刚度防喷器组(blowout preventers,BOPs)对深水钻井隔水管系统动态相应预测精度的影响,根据细长钻井隔水管与刚性防喷器组的结构特点,提出两者刚柔耦合的概念,采用能量法推导隔水管–防喷器组–水下井口系统的动能和... 为了探究大质量、大刚度防喷器组(blowout preventers,BOPs)对深水钻井隔水管系统动态相应预测精度的影响,根据细长钻井隔水管与刚性防喷器组的结构特点,提出两者刚柔耦合的概念,采用能量法推导隔水管–防喷器组–水下井口系统的动能和势能,采用LAGRANGE方法建立耦合系统动力学理论模型,采用科学计算软件和Newmark-β直接积分法对动力学模型进行数值计算。以南海某深水钻井隔水管为例,开展基于耦合动力学模型的隔水管系统动态响应分析。结果表明,采用本文理论模型得到的隔水管不同位置的节点位移、单元弯矩、上部和下部挠性接头转角时程曲线、整体侧向位移包络线和弯矩包络线等与ABAQUS仿真结果均吻合良好,最大误差为8.8%。此方法可为深水钻井隔水管和水下井口系统动态分析提供参考。 展开更多

关键词 深水钻井隔水管 水下井口 防喷器组 刚柔耦合 有限元分析 动力分析 LAGRANGE方程 Newmark-β积分法

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